[發明專利]水稻NAC轉錄因子基因在種子活力改良中的應用

在審

• 申請號: 202210989556.2
• 申請日: 2022-08-18
• 公開（公告）號: CN116042640A
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: 趙佳;王州飛;何永奇;黃成威
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: C12N15/29
• 分類號: C12N15/29;C12N15/82;A01H5/10;A01H6/46
• 代理公司: 南京天華專利代理有限責任公司 32218
• 代理人: 傅婷婷

本發明公開了水稻NAC轉錄因子基因在種子活力改良中的應用。所述的基因OsNAC3核苷酸序列如SEQ?ID?NO.1所示，以及編碼相應的蛋白氨基酸序列如序列表SEQ?ID?NO.2所示。本發明在水稻中首次報道了OsNAC3基因能調控水稻種子活力，通過試驗表明突變該基因后，種子活力顯著降低，過表達該基因可以顯著提高種子發芽速度及成苗速度。證明本發明OsNAC3基因調控了水稻種子活力，利用該基因有助于篩選和培育高活力水稻品種，有利于直播稻生產。

技術領域

本發明屬于種子生物技術領域，涉及水稻NAC轉錄因子基因在種子活力改良中的應用。

背景技術

水稻直播栽培方式具有省工、省力、利于專業化、規模化、綠色生產等優勢，近年來在我國已有長足發展。但是，直播稻生產中往往存在發芽慢、難全苗、幼苗長勢弱、草害重、易倒伏等問題，嚴重影響直播稻產量。高活力種子可以提高田間出苗率和整齊度，有利于抑制田間雜草生長，增強作物的抗逆能力，從而保障直播稻生產。NAC蛋白家族是一類植物特異性轉錄因子，在N端含有一個高度保守的NAC結構域，在水稻基因組中預測有151個NAC基因，報道參與生長發育、抗病和非生物脅迫等生物途徑。但有關NAC轉錄因子調控種子活力的分子機制研究尚少，其在種子萌發早期信號調控中的作用知之甚少。

發明內容

本發明的目的是提供一個調控水稻種子活力的OsNAC3分離克隆、功能驗證和應用。

本發明的目的可通過如下技術方案實現：

本發明的一個來自水稻的OsNAC3，其核苷酸序列如序列表SEQ?ID?NO.1所示。

本發明所述的水稻OsNAC3，其氨基酸序列SEQ?ID?NO.2所示。

本發明所述的水稻OsNAC3基因或蛋白在篩選或培育高種子活力水稻品種中的應用。

所述的水稻OsNAC3在提高水稻種子活力，促進直播稻生產中的應用。

所述的應用優選，過表達OsNAC3基因以提高水稻種子活力。

本發明所述的水稻OsNAC3基因突變體獲得和基因功能驗證，包括如下步驟：

(1)獲得水稻OsNAC3基因的核苷酸序列及氨基酸序列；

(2)設計靶位點及其引物，以pCBC-MT1T2為模板進行PCR擴增，純化回收PCR產物，獲得MT1T2-PCR載體；

(3)將步驟(2)得到的帶有OsNAC3基因的目標片段的MT1T2-PCR膠回收產物構建到pHUE411載體上，獲得pHUE411+MT1T2-PCR載體；

(4)將步驟(3)得到的帶有OsNAC3基因目標片段的質粒轉化農桿菌；將帶有轉化質粒的農桿菌轉化水稻；

(5)水稻突變體篩選與鑒定，并進行發芽表型鑒定。

進一步的，在步驟(1)中利用水稻cDNA為模板，PCR克隆出該基因的序列，所述PCR的上游引物序列如序列表SEQ?ID?NO.3所示，下游引物序列如序列表SEQ?ID?NO.4所示。

進一步的，在步驟(2)中構建的水稻OsNAC3?CRISPR/Cas9突變體gRNA靶序列(OsNAC3基因中19bp的目標片段)如序列表SEQ?ID?NO.5、SEQ?ID?NO.6(兩個靶點)；以pCBC-MT1T2為模板進行PCR擴增的引物序列如序列表SEQ?ID?NO.7、SEQ?ID?NO.8、SEQ?ID?NO.9、SEQ?ID?NO.10；

在步驟(3)中，用BsaI酶切pHUE411載體，利用同源重組法獲得pHUE411+MT1T2-PCR載體。